[发明专利]将电能转换成热能的方法以及使用该方法的电加热装置

说明书

本发明涉及电加热装置，并且可以用于主要加热液体和气体物质。本发明尤其可以被应用于创建用于住宅和工业场所的有效装置和加热系统。根据本发明，节流阀用于加热热载体，该热载体与电路中的电容器并联或串联连接至AC电源，同时用该值选择电路的电参数以提供铁磁谐振模式。

技术领域

本发明涉及电加热装置，可用于主要加热液态和气态物质。本发明可以被应用于创建用于住宅和工业场所的装置和加热系统。

背景技术

专利RU2075838描述了一种用于加热流体的装置，该装置包括由抗磁性材料制成的覆盖其电感器的管，安装在该管内部的芯，使得在该芯的表面与该管的内表面之间存在环形间隙；供给液体的管道和收集液体的管道，其特征在于，所述芯以管形式制成，其端孔被盖封闭，并且壁厚设定为3-5mm，使得抗磁管损耗的内表面与芯的外表面之间的环形间隙的尺寸为1.5-5mm，用于进出流体的喷嘴与芯的内部空间连通并安装成使用于供应流体的喷嘴的出口位于底盖附近，用于吸收流体的喷嘴的入口位于顶盖附近。上述装置的缺点是从绕组到液体的单侧散热，绕组与铁磁芯之间的远距离以及其被抗磁管屏蔽的缺点。

专利RU2136123描述了一种略微改进的感应流加热器，在每个相中都包含绕组和以同轴空心管形式制成的多层磁路，外面的磁路是非磁性的，而里面的磁路是铁磁的，在它们之间有间隙用于液体的通过和两侧加热，其特征在于，它还包含三端双向可控硅稳压器，相位脉冲控制单元，零位元件和温度传感器，加热器绕组通过双向可控硅调压器，最后一个通过零位元件与相位控制单元相连的框与温度传感器连接，该温度传感器与内部铁磁管热接触，该铁磁管包含在电磁钢的磁路内部。本发明的缺点是由于绕组中的有功损耗而使用的加热不良。热量也没有有效地从磁路中去除。

在已知的涡流感应加热器中，通过加长热载体与加热表面的接触路径，可以提高感应加热器与热载体之间的传热效率，该涡流感应加热器包含圆柱形的导磁罐，并带有用于提供液体或气体热载体的进口管和用于去除该热载体的出口管，以及由铜线制成的感应绕组，被包裹在密封的绝缘材料的环形圆柱体中，其特征在于，在所述储罐内部，与端壁相连的金属管相对于彼此同心布置，在彼此之间具有相同的间隙，以形成所述迷宫式通道，所述迷宫式通道用于使热载体在从入口管到出口管的方向上通过，并且在所述管内设置有感应线圈。

专利RU2400944公开了一种用于加热房屋的装置，该装置包括：涡流感应加热器，该涡流感应加热器由圆筒形的磁导槽制成，该涡流感应加热器具有用于供应液体或气体热载体的入口管；以及用于去除该热载体的出口管；以及由封闭在由绝缘材料制成的密封环形圆柱体中的铜线制成的感应绕组，其特征在于，在储罐内部，金属管连接到彼此相对同心定位的端壁，并且在所述端壁之间具有相同的间隙，并形成了迷宫式通道以便热载体沿从入口管到出口管的方向通过，并且所述感应绕组放置在这些管的内部，而储罐则安装在框架上，并在框架上附接如盘绕翅片的管，该管的一端连接至储罐的入口管，另一端连接到该储罐的出口管，或翅片管彼此平行并与入口管和出口管相连。在本发明中，如上述所示，将电能转换为热量的效率随着交流电源频率的增加而增加，并且在感应加热器处于电谐振模式时达到其最大值。然而，电谐振具有已知的缺点。当改变频率、电容、电感和电阻时，它会迅速断开。所有这些参数都很大程度上取决于温度，因此，为了使装置在电谐振模式下有效运行，需要一个复杂的系统来控制它并补偿不稳定因素。

发明概述

本发明解决了增加将电能转换成热能以用于各种工艺过程的效率的技术问题。

该技术结果消除了感应加热器固有的缺点，并使得可以简化并降低加热装置的生产成本。

通过使用具有铁磁芯的线圈将电能转换为热能的方法来实现技术效果，其中，绕组连接到交流电源，并且线圈产生的热能用于加热热载体，其中热载体接触绕组线和铁磁芯的整个表面，而带有交流电源的线圈电路与电容器串联或并联连接，交流电源、电容器和线圈的电气参数设置有这样的数值，在该数值下线圈中出现稳定的铁磁谐振模式。